眼下,夏收正在全國各地火熱進(jìn)行。一邊是顆粒歸倉的豐收?qǐng)鼍?,一邊是地里的光禿禿的秸稈。秸稈除了還田,是否還有其他利用價(jià)值呢?
近日,在安徽省蚌埠市舉行的秸稈深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上,行業(yè)專家圍繞秸稈高值利用進(jìn)行探討,目光瞄準(zhǔn)了秸稈離田綜合開發(fā)的發(fā)展方向。中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)副會(huì)長李邊卓說:“秸稈從農(nóng)業(yè)廢物,變成生產(chǎn)生物基產(chǎn)品的原料,遵循資源高效循環(huán)利用原則,符合生物循環(huán)綠色的經(jīng)濟(jì)增長模式?!?/p>
秸稈具備深加工的價(jià)值嗎?
新疆昌吉農(nóng)高區(qū)是國家級(jí)農(nóng)業(yè)高新區(qū)之一,一項(xiàng)重要任務(wù)就是以棉花為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),發(fā)展棉花全產(chǎn)業(yè)鏈,打造成為新疆棉花的技術(shù)創(chuàng)新高地。農(nóng)高區(qū)副主任常元利告訴記者,新疆棉花種植面積達(dá)到4000萬畝,棉稈會(huì)被粉碎還田,但在棉稈深加工方面處于空白,這是阻礙打造新疆棉花全產(chǎn)業(yè)鏈的難題。
小麥、玉米、棉花等農(nóng)作物秸稈,是否具備深加工的開發(fā)價(jià)值?2023年,工業(yè)和信息化部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等六部門聯(lián)合印發(fā)《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案》,明確提出加大秸稈及剩余物等非糧生物質(zhì)原料化高值利用的發(fā)展方向,引導(dǎo)推動(dòng)非糧生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐,對(duì)推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展和全面實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興具有重要意義。
“近年來,我國秸稈綜合利用成效顯著,2021年綜合利用率為88.1%,達(dá)到了歷史高位,但總體還處于直接還田為主、離田多元利用為輔的發(fā)展階段,產(chǎn)品價(jià)值還不高,需向高值高效方向轉(zhuǎn)型,持續(xù)打造綠色、低碳、循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈?!敝袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員于佳動(dòng)說。
截至2021年,全國農(nóng)作物秸稈利用量6.47億噸,全年秸稈還田量達(dá)4億噸。秸稈離田利用率達(dá)33.4%,以飼料化利用為主,年利用量達(dá)1.32億噸。全國秸稈利用市場主體為3.4萬家,年利用量1萬噸以上的市場主體1700余家,秸稈市場化利用加快突破。
秸稈高值利用突破技術(shù)壁壘了嗎?
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院農(nóng)村能源與環(huán)保研究所副所長馮晶在闡述秸稈原料化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀時(shí)指出:目前,全國秸稈原料化利用率約1.0%,原料化利用年消納秸稈量超過700萬噸。
秸稈原料化利用是指以秸稈為主要原料,采用物理、化學(xué)或生物酶解等方法制備各類(手)工業(yè)制品、化學(xué)品或化工原料的過程。目前,秸稈技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)品有秸稈復(fù)合材料、秸稈生物炭、秸稈降解地膜、秸稈餐具、秸稈生物基材料等。
前不久,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所聯(lián)合安徽豐原集團(tuán)研發(fā)的“農(nóng)作物秸稈高效制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸關(guān)鍵技術(shù)及裝備”項(xiàng)目通過了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心組織的專家評(píng)審。清華大學(xué)教授李十中代表專家組宣布了評(píng)價(jià)結(jié)果:該成果獲得了10項(xiàng)國家發(fā)明專利,整體達(dá)到國際先進(jìn)水平,其中木質(zhì)纖維素復(fù)合酶生產(chǎn)技術(shù)、兩步法綜纖維素酶解糖化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
李十中介紹,從技術(shù)層面來講,采用復(fù)合酶生產(chǎn)技術(shù)的復(fù)合酶活性高、成本低,有競爭性;采用二步法纖維素酶解糖化技術(shù)得到的糖濃度高,發(fā)酵產(chǎn)品分離提取的成本低;而木質(zhì)素可以生產(chǎn)黃腐酸制成有機(jī)肥,既解決了土壤肥力的問題,又實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)增值。
安徽豐原集團(tuán)董事長李榮杰認(rèn)為,以農(nóng)作物秸稈為原料生產(chǎn)秸稈制糖聯(lián)產(chǎn)黃腐酸技術(shù),利用特殊馴化的菌種、生物發(fā)酵技術(shù)、提取純化技術(shù)、合成聚合技術(shù)、精餾技術(shù)等生產(chǎn)生物能源和材料,能夠變石油煤炭的“黑金經(jīng)濟(jì)”為生物質(zhì)原料的“綠金經(jīng)濟(jì)”。
“僅從農(nóng)業(yè)方面的秸稈高值利用路線來看,秸稈中的纖維素和半纖維素經(jīng)過酶解、水解形成混合糖生產(chǎn)聚乳酸,進(jìn)而可生產(chǎn)降解地膜,減少農(nóng)業(yè)面源污染;秸稈中的木質(zhì)素產(chǎn)生的黃腐酸可以成為作為高效有機(jī)肥的重要原料,全部還田,有利于土壤有機(jī)質(zhì)改善、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和黑土地保護(hù),減少使用化學(xué)肥料,大幅減少碳排放??梢哉f,秸稈從土壤中生長,采用先進(jìn)的技術(shù),經(jīng)過工業(yè)化手段提取、轉(zhuǎn)化,生產(chǎn)出可降解地膜和黃腐酸有機(jī)肥,最終回歸到土壤中,實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保,零碳排放,形成了一條綠色農(nóng)業(yè)循環(huán)發(fā)展之路?!崩顦s杰說。
秸稈深加工產(chǎn)業(yè)前景廣闊嗎?
推動(dòng)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用、清潔能源替代、種養(yǎng)循環(huán)模式發(fā)展,是推進(jìn)農(nóng)業(yè)減排固碳的重要抓手,是落實(shí)我國“雙碳”目標(biāo)的重要內(nèi)容。
目前,國內(nèi)木質(zhì)纖維素制糖技術(shù)研究處于起步階段,纖維素酶和工業(yè)化菌株仍需進(jìn)口,成本較高,預(yù)處理效率等與國外還有一定差距。聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)逐步走向工業(yè)規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化階段;基于秸稈等非糧生物質(zhì)纖維素制乙醇的生產(chǎn)技術(shù)正處于攻關(guān)階段;其他以秸稈為原料的生物基材料,大多仍處于中試階段。
馮晶認(rèn)為,秸稈原料化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向工業(yè)化大生產(chǎn)的延伸。當(dāng)前,秸稈高值產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)取得明顯突破,國家和地方在用地、用電、原料運(yùn)輸?shù)确矫娼o予政策支持,相關(guān)企業(yè)積極創(chuàng)新商業(yè)化模式,有力促進(jìn)了秸稈原料化利用產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程??傮w上看,秸稈原料化利用具備產(chǎn)業(yè)化示范條件。
2021年,《“十四五”全國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》指出:促進(jìn)秸稈基料化和原料化,發(fā)展食用菌生產(chǎn)等秸稈基料,引導(dǎo)開發(fā)人造板材、包裝材料等秸稈原料產(chǎn)品,提升秸稈附加值。2023年,《國家農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展先行區(qū)整建制全要素全鏈條推進(jìn)農(nóng)業(yè)面源污染綜合防治實(shí)施方案》指出:在秸稈資源豐富的先行區(qū),全面推進(jìn)秸稈綜合利用,促進(jìn)肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化。
常元利說:“在農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈綠色轉(zhuǎn)型的背景下,將此項(xiàng)科技成果引到新疆來,在新疆建立秸稈制糖加工廠,一方面解決了棉稈回收利用率低、污染耕地的問題,另一方面又可生產(chǎn)有機(jī)肥和可降解地膜,就近生產(chǎn)、就近使用,棉花產(chǎn)業(yè)就能夠?qū)崿F(xiàn)綠色、生態(tài)發(fā)展?!?/p>
根據(jù)測算,若是推廣鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布式秸稈制糖加工廠,一個(gè)年產(chǎn)量3萬噸的工廠投資約為2億元,可使用秸稈8到9萬噸,生產(chǎn)3萬噸混合糖,聯(lián)產(chǎn)5萬多噸黃腐酸有機(jī)肥,投資回收期為7到8年。
我國非糧生物質(zhì)總量每年約20億噸(秸稈約9億噸、農(nóng)林廢棄物約11億噸),用秸稈制混合糖替代糧食制淀粉糖,生產(chǎn)2億噸生物材料和2億噸生物燃料,產(chǎn)生副產(chǎn)品8到10億噸黃腐酸有機(jī)肥,可以有效緩解糧食安全和能源安全?!耙越斩挒樵系纳镔|(zhì)化工可提供綠色能源、材料,必將成為傳統(tǒng)石油化工的重要補(bǔ)充,是能源與化工產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略方向。我們要加大科研創(chuàng)新和政策創(chuàng)設(shè),提升秸稈高值利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和商業(yè)模式可持續(xù)性,為我國秸稈高值利用提供有力保障?!瘪T晶說。(記者李銳)
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